KR100493438B1 - 유기 전계발광소자의 제조장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 색순도를 향상시킴과 아울러 유기발광층을 균일하게 형성할 수 있는 유기 전계발광소자의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유기 전계발광소자의 제조장치는 기판에 유기발광층을 선택적으로 형성하기 위한 증착 마스크와, 전달되는 신호에 의해 상기 증착마스크와 상기 기판간의 상호 점진적 밀착 및 이탈을 위한 인력 또는 척력을 제공할 수 있도록 형성된 제1 내지 제n(n>1 양의 정수) 신호유도부와, 상기 제1 내지 제n 신호유도부에 상기 기판과 증착마스크의 위치를 결정하는 다수의 신호들을 공급하는 신호공급부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 전계발광소자의 제조장치 및 그 방법{Apparatus And Method Of Fabricating Organic Electro Luminescence Device}

본 발명은 전계 발광소자에 관한 것으로, 특히 색순도를 향상시킴과 아울러 유기발광층을 균일하게 형성할 수 있는 유기 전계발광소자의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로미네센스(Electro-luminescence : EL) 표시소자 등이 있다. PDP는 구조와 제조공정이 비교적 단순하기 때문에 대화면화에 가장 유리하지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. LCD는 반도체공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어려움이 있지만 노트북 컴퓨터의 표시소자로 주로 이용되면서 수요가 늘고 있지만, 대화면화 어렵고 백라잇 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, LCD는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학소자들에 의해 광손실이 많고 시야각이 좁은 단점이 있다. 이에 비하여, EL 표시소자는 무기 EL과 유기 EL로 대별되며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 유기 EL 표시소자는 대략 10[V] 정도의 전압으로 수만 [cd/㎡]의 높은 휘도로 화상을 표시할 수 있다.

도 1은 종래 유기 EL 표시소자를 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1에서 선 "Ⅰ-Ⅰ'"를 따라 절취한 유기 EL 표시소자를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 유기 EL 표시소자는 서로 절연되게 교차하는 애노드전극(4) 및 캐소드전극(12) 사이에 형성되는 절연막(6), 격벽(8) 및 유기발광층(10)을 구비한다.

애노드전극(4)은 기판(2) 상에 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 이러한 애노드전극(4)에는 전자(정공)을 방출시키기 위한 제1 구동신호가 공급된다.

절연막(6)은 애노드전극(4)이 형성된 기판(2) 상에 EL셀 영역마다 개구부가 노출되도록 격자형태로 형성된다.

격벽(8)은 애노드전극(4)과 교차되게 형성되고 캐소드전극(12)과 소정간격을 사이에 두고 나란하게 형성되어 인접한 EL셀을 구분하게 된다. 즉, 격벽(8)은 인접한 EL셀의 유기발광층(10) 및 캐소드전극(12)을 분리하게 된다. 또한, 격벽(8)은 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 갖는 오버행(Overhag)구조로 형성된다.

유기발광층(10)은 절연막(6) 상에 유기화합물로 구성된다. 즉, 유기발광층(10)은 절연막(6) 상에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 형성된다.

캐소드전극(12)은 유기발광층(10) 상에 소정간격으로 이격되어 애노드전극(4)과 교차되게 다수개 형성된다. 또한, 캐소드전극(12)에는 정공(전자)을 방출시키기 위한 제2 구동신호가 공급된다.

캐소드전극(12)이 형성된 기판(2)은 패키징판(14)에 의해 보호된다. 즉, 패키징판(14)은 유기발광층(10)이 대기 중의 수분 및 산소에 쉽게 열화 되는 것을 방지하기 위하여 접착제(도시하지 않음)를 사용하여 기판(2) 위에 형성된 애노드전극(4)과 캐소드전극(12) 및 유기발광층(10)을 덮게 된다. 이 후, 기판(2)과 패키징판(14)을 가압한 후 봉지를 한 다음 자외선을 조사하여 경화를 시키게 된다. 봉지 후, 기판(2)과 패키징판(14)의 접합에 의해 형성된 공간에는 불활성 가스가 주입된다. 이 때, 봉지되는 분위기는 글러브 박스나 진공챔버로 구성되어진다.

이러한 유기 EL 소자는 애노드전극(4)과 캐소드전극(12)에 각각 제1 및 제2 구동신호가 인가되면 전자와 정공이 방출되고, 애노드전극(4) 및 캐소드전극(12)에서 방출된 전자와 정공은 유기발광층(10) 내에서 재결합하면서 가시광을 발생하게 된다. 이때, 발생된 가시광은 애노드전극(4)을 통하여 외부로 나오게 되어 소정의 화상 또는 영상을 표시하게 된다.

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 유기발광층의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

먼저, 격벽(8)이 형성된 기판(2) 상에 도 3a에 도시된 바와 같이 적색(R)을 구현하는 제1 EL셀(EL1)에 적색 유기발광층(10R)이 형성된다. 이를 위해, 기판(2)과 소정간격을 사이에 두고 투과부(28a)와 차단부(28b)를 갖는 새도우마스크(28)가 정렬된다. 즉, 새도우마스크의 투과부(28a)는 제1 EL셀(EL1)이 선택적으로 노출되도록 형성되며, 새도우 마스크의 차단부(28b)는 녹색(G) 및 청색(B)을 구현하는 제2 및 제3 EL셀(EL2,EL3)을 가리도록 형성된다. 이에 따라, 새도우 마스크의 투과부(28a)를 통과한 적색 유기발광층(10R)은 제1 EL셀(EL1)에 선택적으로 형성된다.

적색 유기발광층(10R)이 형성된 기판(2) 상에 도 3b에 도시된 바와 같이 녹색(G)을 구현하는 제2 EL셀(EL2)에 녹색 유기발광층(10G)이 형성된다. 이를 위해, 기판(2)과 소정간격을 사이에 두고 투과부(28a)와 차단부(28b)를 갖는 새도우마스크(28)가 정렬된다. 즉, 새도우마스크의 투과부(28a)는 제2 EL셀(EL2)이 선택적으로 노출되도록 형성되며, 새도우마스크의 차단부(28b)는 적색(R) 및 청색(B)을 구현하는 제1 및 제3 EL셀(EL1,EL3)을 가리도록 형성된다. 이에 따라, 새도우 마스크의 투과부(28a)를 통과한 녹색 유기발광층(10G)은 제2 EL셀(EL2)에 선택적으로 형성된다.

청색 유기발광층(10B)이 형성된 기판(2) 상에 도 3c에 도시된 바와 같이 청색(B)을 구현하는 제3 EL셀(EL3)에 청색 유기발광층(10B)이 형성된다. 이를 위해, 기판(2)과 소정간격을 사이에 두고 새도우마스크(28)가 정렬된다. 즉, 새도우마스크의 투과부(28a)는 제3 EL셀(EL3)이 노출되도록 형성되며, 새도우 마스크의 차단부(28b)는 적색(R) 및 녹색(G)을 구현하는 제1 및 제2 EL셀(EL1,EL2)을 가리도록 형성된다. 이에 따라, 새도우 마스크의 투과부(28a)를 통과한 청색 유기발광층(10B)은 제3 EL셀(EL3)에 선택적으로 형성된다.

이와 같이, 적색, 녹색 및 청색의 유기발광층(10R,10G,10B)은 해당 제1 내지 제3 EL셀(EL1,EL2,EL3)에 선택적으로 형성되어 화상을 구현하는데 이용된다.

한편, 종래 적색, 녹색 및 청색의 유기발광층(10R,10G,10B)은 새도우마스크(28)를 이용하여 기판(2) 상에 형성된다. 이 경우, 새도우마스크(28)와 기판(2)은 소정간격을 유지하게 되어 인접한 EL셀간의 색순도가 저하된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 적색 및 녹색의 유기발광층(10R,10G)이 각각 형성된 기판(2) 상에 청색 유기발광층(10B) 형성시 청색 유기발광물질이 인접한 적색 및 녹색 발광층(10R,10G)으로 퍼져나가 색순도가 저하되는 문제점이 있다.

또한, 유기 EL소자가 대형화됨에 따라 기판(2)과 새도우마스크(28)도 대형화되게 된다. 이 경우, 기판(2)의 중심부 또는 기판(2)의 외곽부가 휘게 되어 기판(2)과 새도우마스크(28) 간의 간격이 불균일해져 유기발광층(10)이 불균일하게 형성되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 색순도를 향상시킴과 아울러 유기발광층을 균일하게 형성할 수 있는 유기 전계발광소자의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계발광소자의 제조장치는 기판에 유기발광층을 선택적으로 형성하기 위한 증착 마스크와, 전달되는 신호에 의해 상기 증착마스크와 상기 기판간의 상호 점진적 밀착 및 이탈을 위한 인력 또는 척력을 제공할 수 있도록 형성된 제1 내지 제n(n>1 양의 정수) 신호유도부와, 상기 제1 내지 제n 신호유도부에 상기 기판과 증착마스크의 위치를 결정하는 다수의 신호들을 공급하는 신호공급부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 신호들은 상기 기판과 증착마스크를 밀착시키기 위해 상기 제1 신호유도부로부터 상기 제n 신호유도부에 순차적으로 공급되는 접촉신호와, 상기 기판과 증착마스크를 분리시키기 위해 상기 제n 신호유도부로부터 상기 제1 신호유도부에 순차적으로 공급되는 분리신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 접촉신호 및 분리신호 중 적어도 어느 하나는 자기장신호 또는 전기장신호인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기전계발광소자의 제조방법은 제1 내지 제n(n>1 양의 정수) 신호유도부가 배면에 위치하는 기판 상에 증착마스크를 정렬하는 단계와, 상기 신호유도부에 순차적으로 접촉신호를 공급하는 단계와, 상기 접촉신호에 의해 상기 기판과 증착마스크가 점진적으로 밀착되는 단계와, 상기 기판과 밀착된 증착마스크를 이용하여 상기 기판 상에 특정색의 유기발광층을 형성하는 단계와, 상기 신호유도부에 순차적으로 분리신호를 공급하는 단계와, 상기 분리신호에 의해 상기 증착마스크와 기판이 점진적으로 분리되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 신호유도부에 순차적으로 접촉신호를 공급하는 단계는 상기 제1 신호유도부부터 제n 신호유도부에 순차적으로 접촉신호를 공급하는 단계인 것을 특징으로 한다.

상기 신호유도부에 순차적으로 분리신호를 공급하는 단계는 상기 제n 신호유도부부터 제1 신호유도부에 순차적으로 분리신호를 공급하는 단계인 것을 특징으로 한다.

상기 접촉신호 및 분리신호 중 적어도 어느 하나는 자기장신호 또는 전기장신호인 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 5 내지 도 6d를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 유기 EL소자의 제조장치를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 EL소자의 제조장치는 기판(32)과 접촉되는 새도우마스크(50)와, 새도우마스크(50)에 자기장(또는 정전기)을 인가하기 위한 신호유도부(52)를 구비한다. 여기서, 기판(32)에는 애노드전극과, 애노드전극 상에 형성되며 개구부를 노출시키는 절연층과, 인접한 EL셀을 구분하기 위한 격벽이 형성되어 있다.

새도우마스크(50)는 유기발광층이 형성될 영역과 중첩되게 형성되는 투과부(50a)와, 유기발광층이 형성되지 않을 영역과 중첩되게 형성되는 차단부(50b)를 포함한다. 이러한 새도우마스크(50)는 제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)에 의한 인가된 자기장에 의해 격벽이 형성된 기판(32)과 점진적으로 접촉하게 된다. 또한, 새도우마스크(50)는 제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)에 의해 기판(32)과 밀착되도록 상대적으로 가깝게 위치하거나 기판과 완전히 접촉되므로 인접한 EL셀에 유기발광층이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)는 지지대(도시하지 않음) 상에 전자석으로 다수개 위치하며 기판(32)의 배면과 마주보도록 형성된다. 이러한 제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)는 새도우마스크의 투과부(50a)와 나란하게 형성되거나 새도우 마스크의 투과부(50a)와 교차되도록 형성된다.

제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)는 새도우마스크(50)와 기판(32)이 점진적으로 접촉되도록 자기장공급부(도시하지 않음)를 통해 순차적으로 자기장이 공급된다.

제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)에 의해 기판(32)과 새도우마스크(50)는 점진적으로 접촉된다. 이에 따라, 기판(32)과 새도우마스크(50)가 한 번에 접촉되는 경우 새도우마스크(50)의 낙하시간차에 의해 발생되는 새도우마스크(50)와 기판(32)과의 불균일 접촉을 방지할 수 있다. 또한, 새도우 마스크(50)와 기판(32)이 점진적으로 접촉되는 경우 기판(32)에 가해지는 새도우마스크(50)의 진동이 상대적으로 약해져 격벽을 포함하는 기판(32) 상에 형성된 패턴들의 손상을 방지할 수 있다.

도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시된 제조장치에 의해 형성되는 유기 EL소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

먼저, 기판(32)과 소정간격을 사이에 두고 투과부(50a)와 차단부(50b)를 갖는 새도우마스크(50)가 정렬되고, 기판의 배면에는 제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)가 정렬된다. 이 후, 제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)에는 자기장공급부를 통해 일측방향으로 제1 자기장이 유도된다. 즉, 제1 신호유도부(521)부터 제n 신호유도부(52n)까지 제1 자기장이 순차적으로 유도되어 신호유도부(52)와 새도우마스크 간에는 인력이 발생된다. 이에 따라, 제1 자기장이 유도된 신호유도부(52)와 대응되는 기판(32)과 새도우마스크(50)는 도 6a에 도시된 바와 같이 서로 접촉하게 된다. 이 후, 제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)에 제1 자기장이 모두 유도되어 도 6b에 도시된 바와 같이 기판(32)과 새도우마스크(50)가 완전히 접촉하게 된다. 이에 따라, 새도우마스크(50)의 투과부(50a)는 소정색, 예를 들어 적색(R)을 구현하는 제1 EL셀(EL1)을 노출시키며 새도우마스크(50)의 차단부(50b)는 녹색(G) 및 청색(B)을 구현하는 제2 EL셀(EL2)을 가리게 된다. 이러한 새도우마스크의 투과부(50a)에 의해 노출된 제1 EL셀(EL1)에는 증착공정을 통해 적색 유기발광층(40R)이 형성된다. 적색 유기발광층(40R)이 형성된 다음, 제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)에는 자기장공급부를 통해 타측방향으로 제2 자기장이 유도된다. 즉, 제n 신호유도부(52n)부터 제1 신호유도부(521)까지 제2 자기장이 유도되어 신호유도부(52)와 새도우마스크(50) 간에는 척력이 발생된다. 이에 따라, 제2 자기장이 유도된 신호유도부(52)와 대응되는 기판(32)과 새도우마스크(50)는 도 6c에 도시된 바와 같이 점진적으로 분리된다. 이 후, 제1 내지 제n 신호유도부(521 내지 52n)에 제2 자기장이 모두 유도되어 도 6d에 도시된 바와 같이 기판(32)과 새도우마스크(50)가 분리된다.

이렇게 소정색(예를 들어, 적색)의 유기발광층을 형성한 후, 같은 방법으로 다른 색(예를 들어, 녹색 및 청색 중 어느 하나)의 유기발광층이 순차적으로 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 제조장치 및 그 제조방법은 수동형(Passive) 유기 전계발광소자 뿐만 아니라 능동형(Active) 유기전계발광소자에도 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계발광소자의 제조장치 및 그 제조방법은 기판의 배면에 다수개의 신호유도부를 구비한다. 이 신호유도부는 기판과 새도우마스크가 점진적으로 밀착되게 함으로써 새도우마스크와 기판의 불균일 접촉을 방지함과 아울러 새도우마스크와 기판 접촉시 기판 상에 형성된 패턴들의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 기판과 새도우마스크가 밀착되어 유기발광층이 형성되므로 인접한 방전셀간의 색간섭을 방지할 수 있으며 유기발광층이 균일하게 형성된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 종래 유기 전계발광소자를 나타내는 평면도이다.

도 2는 도 1에서 선"Ⅰ-Ⅰ'"를 따라 절취한 유기 전계발광소자를 나타내는 단면도이다.

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 적색, 녹색 및 청색의 유기발광층의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

도 4는 도 2에 도시된 특정색의 유기발광층이 인접한 EL셀에 형성된 경우를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 유기 전계발광소자의 제조장치를 나타내는 사시도이다.

도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시된 제조장치를 이용하여 형성되는 유기발광층의 제조방법을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2,32 : 기판 4,34 : 애노드전극

6,36 : 절연막 8,38 : 격벽

10,40 : 유기발광층 12,42 : 캐소드 전극

14 : 패키징판 28,50 : 새도우마스크

52 : 신호유도부

Claims (7)

1. 기판에 유기발광층을 선택적으로 형성하기 위한 증착 마스크와,

   전달되는 신호에 의해 상기 증착마스크와 상기 기판간의 상호 점진적 밀착 및 이탈을 위한 인력 또는 척력을 제공할 수 있도록 형성된 제1 내지 제n(n>1 양의 정수) 신호유도부와,

   상기 제1 내지 제n 신호유도부에 상기 기판과 증착마스크의 위치를 결정하는 다수의 신호들을 공급하는 신호공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 신호들은

   상기 기판과 증착마스크를 밀착시키기 위해 상기 제1 신호유도부로부터 상기 제n 신호유도부에 순차적으로 공급되는 접촉신호와,

   상기 기판과 증착마스크를 분리시키기 위해 상기 제n 신호유도부로부터 상기 제1 신호유도부에 순차적으로 공급되는 분리신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 접촉신호 및 분리신호 중 적어도 어느 하나는 자기장신호 또는 전기장신호인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조장치.
4. 제1 내지 제n(n>1 양의 정수) 신호유도부가 배면에 위치하는 기판 상에 증착마스크를 정렬하는 단계와,

   상기 신호유도부에 순차적으로 접촉신호를 공급하는 단계와,

   상기 접촉신호에 의해 상기 기판과 증착마스크가 점진적으로 밀착되는 단계와,

   상기 기판과 밀착된 증착마스크를 이용하여 상기 기판 상에 특정색의 유기발광층을 형성하는 단계와,

   상기 신호유도부에 순차적으로 분리신호를 공급하는 단계와,

   상기 분리신호에 의해 상기 증착마스크와 기판이 점진적으로 분리되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 신호유도부에 순차적으로 접촉신호를 공급하는 단계는

   상기 제1 신호유도부로부터 제n 신호유도부에 순차적으로 접촉신호를 공급하는 단계인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 신호유도부에 순차적으로 분리신호를 공급하는 단계는

   상기 제n 신호유도부로부터 제1 신호유도부에 순차적으로 분리신호를 공급하는 단계인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 접촉신호 및 분리신호 중 적어도 어느 하나는 자기장신호 또는 전기장신호인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.